JP2729973B2 - Rubber composition - Google Patents

Rubber composition

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JP2729973B2
JP2729973B2 JP4124175A JP12417592A JP2729973B2 JP 2729973 B2 JP2729973 B2 JP 2729973B2 JP 4124175 A JP4124175 A JP 4124175A JP 12417592 A JP12417592 A JP 12417592A JP 2729973 B2 JP2729973 B2 JP 2729973B2
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rubber
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rubber composition
dbp
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志保 荒川
伸司 味曽野
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TOKAI KAABON KK
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、乗用車や軽トラック用
のタイヤトレッド部材として好適なゴム組成物、詳しく
は低燃費タイヤに有効な優れた耐摩耗性能と高い反発弾
性を兼備する低発熱性のゴム組成物に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rubber composition suitable as a tire tread member for passenger cars and light trucks, and more particularly to a low heat build-up which has both excellent wear resistance and high rebound resilience effective for fuel-efficient tires. And a rubber composition.

【0002】[0002]

【従来の技術】ゴム補強用のカーボンブラックには、具
備特性に応じた多様の品種があり、これらの品種特性が
ゴムに配合した組成物の諸性能を決定付けるための主要
な因子となる。このため、通常ゴムへの配合に当たって
は、部材用途に適合する品種特性のカーボンブラックを
選定使用する手段が慣用されている。
2. Description of the Related Art There are various types of carbon blacks for reinforcing rubber according to their characteristics, and the characteristics of these types are major factors for determining various properties of a composition mixed with rubber. For this reason, when compounding with rubber, a means for selecting and using carbon black having a variety of characteristics suitable for the purpose of the member is generally used.

【0003】例えば、ここ数年来、省資源、省エネルギ
ーの社会的要求に対応するため低燃費タイヤの開発が盛
んにおこなわれてきたが、このような低燃費タイヤに対
しては比較的粒子径が大きな品種のカーボンブラックを
相対的に少ない量でゴム成分に配合した低発熱性で高反
発弾性を備えるゴム組成物が有効である。ところが、粒
子径が大きく比表面積の小さなカーボンブラックのゴム
配合は、低燃費性能を改善する目的には有効であるが、
湿潤路面での制動性および耐摩耗性といった面の特性低
下が避けられない。したがって、粒子径が小さく、比表
面積の大きいカーボンブラックを用いて配合ゴムに高耐
摩耗性と高反発弾性を与える低発熱性とを同時に付与す
ることができれば、低燃費化を対象とするタイヤトレッ
ド用ゴム部材として理想的なものとなる。
[0003] For example, in recent years, fuel-efficient tires have been actively developed to meet the social demands for resource saving and energy saving, but such fuel-efficient tires have a relatively small particle size. A rubber composition having low heat build-up and high rebound resilience in which a large variety of carbon black is blended in a relatively small amount into a rubber component is effective. However, rubber compounding of carbon black with a large particle diameter and a small specific surface area is effective for the purpose of improving fuel economy performance,
Deterioration of surface characteristics such as braking performance and abrasion resistance on wet road surfaces is inevitable. Therefore, if carbon black having a small particle size and a large specific surface area can be simultaneously imparted to a compounded rubber with high abrasion resistance and low heat generation giving high rebound resilience, a tire tread intended for low fuel consumption can be provided. It becomes ideal as a rubber member for use.

【0004】本出願人は、上記のような背反的ゴム性能
を、配合するカーボンブラックの特性面、とくに粒子
径、比表面積、ストラクチャー等の基本特性に加えてよ
りミクロな選択的特性を付加することによって両立させ
る研究を系統的に継続しており、既に以下のような開発
提案をおこなっている。 (1) 窒素吸着比表面積(N2SA)が60m2/g以上、圧縮DBP
が112ml/100g以上のカーボンブラックに凝集体のストー
クスモード径および同分布を一定値以上に維持させた配
合ゴムに高補強性能と高反発弾性を同時に付与すること
ができるカーボンブラック(特公平1−53978 号公報)
。 (2) N2 SA60m2/g以上、DBP108ml/100g以上、一定
比表面積当たりの真比重値を公知のカーボンブラックの
それより著しく低い特定範囲に設定するとともに着色力
ならびに凝集体モード径当たりの分布幅を一定値以上に
維持するカーボンブラックを配合した高耐摩耗性と高反
発弾性を兼備するゴム組成物(特開昭59−140241号公
報) 。 (3) N2 SAが65〜84m2/g、N2 SA/ヨウ素吸着量(I
A)の比が1.10〜1.35の範囲にあり、圧縮DBP、ブラッ
クネス、ヨウ素吸着量および凝集体モード径を変数とす
る関係式値を一定値以上に設定した配合ゴムに高耐摩耗
性と高反発弾性を同時に付与することができるカーボン
ブラック(特開昭62−58792 号公報) 。 (4) N2 SAが75〜105m2/g 、圧縮DBP110ml/100g以
上で、一定比表面積当たりの真比重値を公知のカーボン
ブラックのそれより低い特定範囲に設定すると共に、粒
子凝集体空隙直径ならびに凝集体モード径当たりの分布
幅を一定値以上に維持させた配合ゴムに高耐摩耗性と高
反発弾性を併有させることができるカーボンブラック
(特開平1−201367号公報) 。
[0004] The applicant of the present invention adds the above-mentioned reciprocal rubber performance to the characteristic aspects of the carbon black to be compounded, in particular, to the basic properties such as particle diameter, specific surface area, structure and the like, as well as more microselective properties. We have systematically continued the research to make this compatible, and have already made the following development proposals. (1) Nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) is 60 m 2 / g or more, compressed DBP
A carbon black that can simultaneously impart high reinforcement performance and high rebound resilience to a compounded rubber in which the Stokes mode diameter and the distribution of aggregates are maintained at a certain value or more in a carbon black of 112 ml / 100 g or more (Japanese Patent Publication No. (No. 53978)
. (2) N 2 SA 60 m 2 / g or more, DBP 108 ml / 100 g or more, the true specific gravity per specific surface area is set to a specific range that is significantly lower than that of known carbon black, and the coloring power and distribution per aggregate mode diameter are set. A rubber composition having high abrasion resistance and high rebound resilience blended with carbon black for maintaining the width at or above a certain value (Japanese Patent Laid-Open No. 59-140241). (3) N 2 SA is 65 to 84 m 2 / g, N 2 SA / Iodine adsorption amount (I
The ratio of A) is in the range of 1.10 to 1.35, and the abrasion resistance and the high wear resistance of the compounded rubber whose compression formula DBP, blackness, iodine adsorption amount and agglomerate mode diameter as variables are set to a certain value or more are set. Carbon black capable of simultaneously providing rebound resilience (Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-58792). (4) When the N 2 SA is 75 to 105 m 2 / g, the compressed DBP is 110 ml / 100 g or more, the true specific gravity per specific surface area is set to a specific range lower than that of known carbon black, and the particle aggregate void diameter And carbon black (Japanese Patent Laid-Open No. 1-201367) which can combine high abrasion resistance and high rebound resilience with a compounded rubber having a distribution width per aggregate mode diameter of a certain value or more.

【0005】このほか、米国特許第 4360627号明細書に
はタイヤトレッドラバー用として、N2 SA85〜95m2/
g、24M4DBP 100〜104ml/100g、Tint 95〜105 %
で、凝集体ストークスモード径の分布(△D50)を180m
μ以上とした高耐摩耗性と高反発弾性を達成するカーボ
ンブラックが開示されており、また米国特許第4548980
号明細書には、省エネルギー用タイヤトレッドラバーに
必要な低ころがり抵抗と高度のウエットグリップ性能を
得るためのカーボンブラック特性として、N2 SA75〜
105m2/g 、N2 SA−IA≧15、N2 SA−CTABS
A≦5、24M4DBP≦110 、Tint 90〜110 、△Tint
≦−3が示されている。
[0005] In addition, US Pat. No. 4,360,627 discloses N 2 SA 85 to 95 m 2 / for tire tread rubber.
g, 24M4DBP 100-104ml / 100g, Tint 95-105%
And the distribution of aggregate Stokes mode diameter (△ D 50 ) is 180m
A carbon black achieving high wear resistance and high rebound resilience of at least μ has been disclosed, and U.S. Pat.
No. The specification, as the carbon black characteristics to obtain a high degree of wet grip performance low rolling resistance and required energy savings for a tire tread rubber, N 2 SA75~
105m 2 / g, N 2 SA-IA ≧ 15, N 2 SA-CTABS
A ≦ 5, 24M4DBP ≦ 110, Tint 90-110, ΔTint
≦ −3 is indicated.

【0006】本発明者らは、上記の従来技術よりも一層
低燃費タイヤ用として好適な高水準の反発弾性ならびに
耐摩耗性を併有するゴム組成物として、窒素吸着比表面
積(N2SA)が60〜100m2/g のハード系領域に属し、かつア
グリゲート粒間ポアのモード径(Dp)がDp ≦1.543 ×
(Dstモード径)−55.0〕の関係式を満たすファーネス
カーボンブラックを、ゴム成分 100重量部に対し35〜10
0 重量部の割合で配合してなる組成物を開発し、特願平
2−340732号として提案した。
The present inventors have developed a rubber composition having a high level of rebound resilience and abrasion resistance suitable for use in fuel-efficient tires even more than the above-mentioned prior art, and having a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA). Belongs to a hard region of 60 to 100 m 2 / g, and the mode diameter (Dp) of the pores between the aggregate grains is Dp ≦ 1.543 ×
(Dst mode diameter) −55.0] was added to 35 to 10 parts by weight of rubber component 100 parts by weight.
A composition comprising 0 parts by weight was developed and proposed as Japanese Patent Application No. 2-340732.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、低燃費
タイヤに対する材質要請はますます高度化しており、前
記の先願発明によるゴム組成物でも最近の要求性能に応
えることが難しくなっているのが現状である。
However, the demand for materials for fuel-efficient tires is becoming more and more advanced, and it is currently difficult for the rubber composition according to the prior invention to meet the recent required performance. It is.

【0008】本発明者らは、このような背景下での引き
続く開発研究において、窒素吸着比表面積(N2SA)が60〜
100m2/g、圧縮DBPが110ml/100g以上のハード系領域
に属するファーネスカーボンブラックであって、アグリ
ゲート粒間ポアのモード径がこれまで知られているカー
ボンブラックに比べて、前記先願発明とは異なるMed-al
iaにより定義されたDa =〔(2540+71×DBP)/N2SA〕
値との関係で一定関係式値以下にあるカーボンブラック
を配合したゴム組成物は、乗用車や軽トラック用タイヤ
トレッドとして好適なゴム物性が得られる事実を解明し
た。
[0008] The inventors of the present invention have succeeded in developing research on such a background and found that the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) is 60 to
A furnace carbon black belonging to a hard system region having a compression DBP of 100 m 2 / g or more and 110 ml / 100 g or more, wherein the mode diameter of aggregate intergranular pores is smaller than that of carbon black known so far. Med-al different from
Da defined by ia = [(2540 + 71 × DBP) / N 2 SA]
It has been clarified that a rubber composition containing carbon black having a value less than or equal to a certain relational expression in relation to the value can obtain rubber properties suitable as a tire tread for passenger cars and light trucks.

【0009】本発明は、上記の解明事実に基づいて開発
されたもので、その目的は乗用車や軽トラックを対象と
する低燃費タイヤのトレッド用として好適な高水準の耐
摩耗性とならびに反発弾性を兼備するゴム組成物を提供
することにある。
The present invention has been developed on the basis of the above facts, and has an object to provide a high level of wear resistance and rebound resilience suitable for use in treads of fuel-efficient tires for passenger cars and light trucks. An object of the present invention is to provide a rubber composition having both of the above.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明によるゴム組成物は、窒素吸着比表面積(N2S
A)が60〜100m2/g 、圧縮DBPが110ml/100g以上のハー
ド系領域に属し、かつ下記の関係式による選択的特性を
有するファーネスカーボンブラックをゴム成分100 重量
部に対し35〜100 重量部の割合で配合してなることを構
成上の特徴とする。 Dp モード径 ≦ 0.818Da − 12.87 但し、Dp モード径は示差走査熱量計(DSC) により測定
されるカーボンブラックアグリゲート粒間のポア径分布
における最大頻度のモード径であり、Da は〔(2540+
71×DBP)/N2SA〕式により算出された値を指す。
The rubber composition according to the present invention for achieving the above object has a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 S
A) is a hard carbon region of 60 to 100 m 2 / g, a compressed DBP of 110 ml / 100 g or more, and 35 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of a rubber component of furnace carbon black having selective properties according to the following relational expression. It is a structural feature that it is blended in the ratio of parts. Dp mode diameter ≦ 0.818 Da-12.87 where Dp mode diameter is the mode frequency of the maximum frequency in the pore diameter distribution between carbon black aggregate particles measured by a differential scanning calorimeter (DSC), and Da is [(2540+
71 × DBP) / N 2 SA].

【0011】上記構成によるカーボンブラックの各特性
には、以下の測定方法によって得られる値が用いられ
る。 窒素吸着比表面積(N2SA); ASTM D3037−88 “Standard Test Method for C
arbon Black-SurfaceArea by Nitrogen Absorption ”M
ethodBによる。この方法によるIRB#6の測定値は、7
6m2/gである。 圧縮DBP; ASTM D3493-85a “Standard Test Method for C
arbon Black- DibutylPhthalate Absorption Number of
Compressed Sample”による。 DBP; JIS K6221(1982)「ゴム用カーボンブラックの試験
方法」6・1・2項、吸油量A法による。この方法によ
るIRB#6の測定値は、99.0ml/100g である。
The values obtained by the following measuring methods are used for the respective characteristics of the carbon black having the above-mentioned structure. Nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA); ASTM D3037-88 “Standard Test Method for C
arbon Black-SurfaceArea by Nitrogen Absorption ”M
According to ethodB. The measured value of IRB # 6 by this method is 7
6 m 2 / g. Compressed DBP; ASTM D3493-85a “Standard Test Method for C
arbon Black- Dibutyl Phthalate Absorption Number of
DBP; JIS K6221 (1982) "Test method for carbon black for rubber", section 6.1.2, oil absorption A method. The measured value of IRB # 6 by this method is 99.0 ml / 100 g.

【0012】Dp モード径 ; JIS K6221(1982)5「乾燥試料の作り方」に基づい
て乾燥したのち、精秤採取したカーボンブラック試料を
蒸留水と混合してカーボンブラック濃度0.250g/cm3のペ
ーストを作成し、超音波で十分に分散させる。超音波分
散後10分以内に示差走査熱量計(DSC, Mettler 社製 DSC
30) でアグリゲート粒間ポアの分布測定を開始する。こ
の場合のペースト採取量は約3〜5mgの範囲内とし、ア
ルミ製のサンプル容器に入れてシールしたのち、ペース
トの質量を確認して前記DSC装置にセットする。つい
で、次のステップで測定する。 室温から−80℃まで急冷する。 −80℃から−5℃まで10℃/min. の速度で加熱する。 −5℃から−0.1 ℃まで1℃/min. の速度で加熱した
のち、−0.1 ℃ (蒸留水の凝固点より0.1 ℃低い温度)
に10分間保持する。 −0.1 ℃から−8℃まで0.1℃/min. の速度で徐々
に冷却し、補償エネルギーを記録する。 そして、の段階で得られた補償エネルギーのチャート
から各温度(0.1℃刻み) の山の高さ(y) を読み取り、下
記(1) 、(2) 式からアグリゲート粒間のポア径(Dp)およ
びポア径分布(△V/△Dp) を得る。 Dp = (135.34/ΔT)+1.14 ……(1) ΔV /ΔDp= K・(ΔT)2/(Wa×y )…(2) (1) および(2) 式において、ΔT は蒸留水の凝固点降下
幅、Waは蒸留水の凝固熱、K はDSC装置の感度やサン
プルの質量を考慮に入れたファクターである。これらの
式はBrunらによって導かれたもので、Thermochimica Ac
ta,21(1977) 59〜88“A NEW METHOD FOR THE SIMULTANE
OUS DETERMINATION OF THE SIZE AND THE SHAPE OF POR
ES : THE THERMOPOROMETRY”に詳説されている。なお、
この方法で測定したASTM D−24 Standard Refe
rence Black C−3(N234)のDpモード径は77.6nmであ
った。
Dp mode diameter: After drying according to JIS K6221 (1982) 5 "How to make a dry sample", a carbon black sample precisely weighed is mixed with distilled water to obtain a paste having a carbon black concentration of 0.250 g / cm 3 . And disperse it sufficiently with ultrasound. Within 10 minutes after ultrasonic dispersion, differential scanning calorimeter (DSC, Mettler DSC)
At 30), measurement of the distribution of pores between aggregate grains is started. In this case, the amount of the collected paste is in the range of about 3 to 5 mg. After sealing in a sample container made of aluminum, the mass of the paste is confirmed, and the paste is set in the DSC device. Next, measurement is performed in the next step. Cool rapidly from room temperature to -80 ° C. Heat from -80 ° C to -5 ° C at a rate of 10 ° C / min. After heating from -5 ° C to -0.1 ° C at a rate of 1 ° C / min., -0.1 ° C (0.1 ° C lower than the freezing point of distilled water)
Hold for 10 minutes. Cool gradually from -0.1 ° C to -8 ° C at a rate of 0.1 ° C / min. And record the compensation energy. Then, the peak height (y) at each temperature (in increments of 0.1 ° C) is read from the compensation energy chart obtained in step (2), and the pore diameter (Dp) between the aggregate particles is obtained from the following equations (1) and (2). ) And pore size distribution (△ V / △ Dp). Dp = (135.34 / ΔT) +1.14 (1) ΔV / ΔDp = K · (ΔT) 2 / (Wa × y) (2) In the equations (1) and (2), ΔT represents distilled water. The freezing point depression width, Wa is the heat of freezing of distilled water, and K is a factor taking into account the sensitivity of the DSC device and the mass of the sample. These formulas were derived by Brun et al.
ta, 21 (1977) 59-88 “A NEW METHOD FOR THE SIMULTANE
OUS DETERMINATION OF THE SIZE AND THE SHAPE OF POR
ES: THE THERMOPOROMETRY ”.
ASTM D-24 Standard Refe measured by this method
The Dp mode diameter of rence Black C-3 (N234) was 77.6 nm.

【0013】本発明の特性を備えるファーネスカーボン
ブラックは、炉頭部に接線方向空気供給口と炉軸方向に
装着された燃焼バーナーおよび原料油噴射ノズルを備え
る燃焼室と、同軸的に連設された狭径反応室および広径
反応室により構成される通常のオイルフアーネス炉を用
い、原料油、燃料油、空気等の供給量の調整、酸素ガス
の添加などの条件を与えることによって製造することが
できる。
Furnace carbon black having the characteristics of the present invention is coaxially connected to a combustion chamber having a tangential air supply port at the furnace head and a combustion burner and a feed oil injection nozzle mounted in the furnace axis direction. It is manufactured by using a normal oil furnace composed of a narrow-diameter reaction chamber and a wide-diameter reaction chamber, and adjusting the supply amounts of raw oil, fuel oil, air, etc., and adding oxygen gas and other conditions. be able to.

【0014】上記のフアーネスカーボンブラックは、常
法に従って天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ポリブ
タジエンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム、その他常
用のカーボンブラックで補強可能な各種ゴム、混合ゴム
などのエラストマーに配合する。カーボンブラックの配
合比率は、ゴム成分 100重量部に対し35〜100 重量部と
し、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、加硫助剤、軟化
剤、可塑剤等の必要成分とともに混練して本発明のゴム
組成物を得る。
The above-mentioned furnace carbon black is blended with an elastomer such as natural rubber, styrene butadiene rubber, polybutadiene rubber, isoprene rubber, butyl rubber, other various rubbers which can be reinforced with conventional carbon black, and mixed rubber according to a conventional method. The compounding ratio of carbon black is 35 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component, and is kneaded together with necessary components such as a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, an antioxidant, a vulcanization aid, a softener, and a plasticizer. Thus, the rubber composition of the present invention is obtained.

【0015】[0015]

【作用】本発明で特定したファーネスカーボンブラック
特性項目のうち、窒素吸着比表面積(N2SA)が60〜100m2/
g および圧縮DBP110ml/100g以上の粒子性状はハード
系領域に属し、配合ゴムに高度の耐摩耗性と適度の発熱
性を保持させるための前提条件となる。窒素吸着比表面
積が60m2/g未満であると耐摩耗性の面で不十分となり、
他方、100m2/gを上廻ると発熱性が増大し、低燃費タイ
ヤ用カーボンブラックとしての使用は困難となる。ま
た、圧縮DBPが110ml/100g未満であると耐摩耗性の面
で不十分となるばかりでなく、発熱性の抑制面でも満足
な効果が得られなくなる。
In the furnace carbon black characteristic items specified in the present invention, the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) is 60 to 100 m 2 /
g and the properties of the compressed DBP of 110 ml / 100 g or more belong to the hard system region, and are prerequisites for maintaining the compounded rubber with high abrasion resistance and moderate heat generation. If the nitrogen adsorption specific surface area is less than 60 m 2 / g, the wear resistance becomes insufficient,
On the other hand, when it exceeds 100 m 2 / g, the heat buildup increases, and it becomes difficult to use the carbon black for fuel-efficient tires. On the other hand, if the compression DBP is less than 110 ml / 100 g, not only is the abrasion resistance inadequate, but also a satisfactory effect cannot be obtained in terms of suppressing heat generation.

【0016】アグリゲート粒間ポアのモード径(Dp)は、
カーボンブラックが強固に融着結合した凝集体(アグリ
ゲート)の性状を示すパラメーターであり、カーボンブ
ラック生成過程における反応温度や燃焼ガスの撹乱度な
どの条件と密接に関連している。このため、ストラクチ
ャーおよび比表面積と相関する関係にあり、発明者の検
討によると上市されている一般のカーボンブラックは次
式(3) の関係にあることが確認されている。 Dp モード径 = (0.818 ×Da −2.87) ±9.2 …(3) ただし、Da はMedalia により定義された次式(4) で算
出される値である。 Da = (2540+71×DBP)/N2SA …(4) 例えばASTM D−24 Standard Reference Black
C−3(N234)のDp モード径実測値は77.6nmであるが、
これは(4) 式より計算されるDa 計算値(92.2)を(3) 式
へ代入し求めたDp モード径の範囲(63.3〜81.7nm) に
入っている。
The mode diameter (Dp) of the aggregate intergranular pore is
It is a parameter indicating the properties of the aggregate (aggregate) in which carbon black is firmly fused and bonded, and is closely related to conditions such as the reaction temperature and the degree of disturbance of the combustion gas in the carbon black production process. For this reason, the carbon black has a correlation with the structure and the specific surface area. According to the study of the inventors, it has been confirmed that the general carbon black put on the market has the following formula (3). Dp mode diameter = (0.818 × Da−2.87) ± 9.2 (3) where Da is a value calculated by the following equation (4) defined by Medalia. Da = (2540 + 71 × DBP) / N 2 SA (4) For example, ASTM D-24 Standard Reference Black
The measured Dp mode diameter of C-3 (N234) is 77.6 nm,
This falls within the range of the Dp mode diameter (63.3 to 81.7 nm) obtained by substituting the calculated value of Da (92.2) calculated from equation (4) into equation (3).

【0017】したがって、本発明で特定されているDp
モード径の範囲は、Da との関係において (3)式から算
出される値よりも更に低位にあること、特に〔0.818 ×
Da−12.87 〕式からの算出値と同等以下の水準に位置
しており、この相対的に小さなアグリゲート粒間ポアか
らなる独特の性状が配合ゴム組成物の補強性能ならびに
低発熱性の改善向上に機能しているものと推測される。
Therefore, Dp specified in the present invention is
The range of the mode diameter is further lower than the value calculated from the equation (3) in relation to Da, particularly [0.818 ×
Da-12.87], which is lower than or equal to the value calculated from the formula, and the unique property of this relatively small aggregate intergranular pore improves and improves the reinforcing performance and low heat generation of the compounded rubber composition. It is presumed that it is functioning.

【0018】上記の機能が総合的に作用して、配合する
ゴム組成物に対して優れた耐摩耗性能と高度の反発弾性
を与える低発熱性能とを兼備させることが可能となる。
The above-mentioned functions work together to make it possible for the rubber composition to have both excellent abrasion resistance and low heat generation to give high rebound resilience.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して説
明する。
Hereinafter, examples of the present invention will be described in comparison with comparative examples.

【0020】実施例1〜3、比較例1〜3 炉頭部に接線方向空気供給口と炉軸方向に装着した燃焼
バーナーおよび原料油噴射ノズルを有する燃焼室(直径
800mm 、長さ900mm)、該燃焼室と同軸的に連結する第1
段狭径反応室(直径250mm 、長さ500mm)、第2段狭径反
応室(直径200mm 、長さ500mm)および引き続く広径反応
室(直径400mm)とから構成されたオイルファーネス炉を
設置した。原料油には、比重(15/4 ℃)1.073、粘度(エ
ングラー40/20 ℃)2.10 、トルエン不溶分0.03%、相関
係数(BMCI)140 の芳香族炭化水素油を、また燃料油とし
ては、比重(15/4 ℃)0.903、粘度(Cst/50 ℃)16.1 、残
炭分 5.4%、引火点96℃の炭化水素油を用いた。
Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 A combustion chamber having a tangential air supply port at the furnace head and a combustion burner and a feed oil injection nozzle mounted in the furnace axis direction (diameter)
800mm, length 900mm), the first coaxially connected to the combustion chamber
An oil furnace was set up which consisted of a step narrow reaction chamber (diameter 250 mm, length 500 mm), a second step narrow reaction chamber (diameter 200 mm, length 500 mm), and a subsequent wide reaction chamber (diameter 400 mm). . The feedstock oil used was an aromatic hydrocarbon oil having a specific gravity (15/4 ° C) of 1.073, a viscosity (engler of 40/20 ° C) of 2.10, a toluene insoluble content of 0.03%, and a correlation coefficient (BMCI) of 140. A hydrocarbon oil having a specific gravity (15/4 ° C.) of 0.903, a viscosity (Cst / 50 ° C.) of 16.1, a residual carbon content of 5.4%, and a flash point of 96 ° C. was used.

【0021】上記の反応炉、原料油および燃料油を用
い、原料油量、燃料油量、空気供給量、酸素ガスの添加
有無等の発生条件を変動させて3種類のファーネスカー
ボンブラックを製造した。表1にカーボンブラックの発
生条件と得られたカーボンブラックの特性を、実施例 N
o.に対応させて表示した。また、表2には比較例1、2
として同時に製造した本発明の特性要件を外れるファー
ネスカーボンブラックの特性および参考例1〜3として
市販のハード系カーボンブラック品種の特性を示した。
Using the above-mentioned reactor, raw oil and fuel oil, three types of furnace carbon black were produced by changing the conditions of generation such as the amount of raw oil, the amount of fuel oil, the amount of air supply, and the presence or absence of oxygen gas. . Table 1 shows the conditions for generating carbon black and the characteristics of the obtained carbon black.
Displayed corresponding to o. Table 2 shows Comparative Examples 1 and 2.
The characteristics of the furnace carbon black which does not satisfy the characteristics requirements of the present invention and the characteristics of commercially available hard carbon black varieties are shown as Reference Examples 1 to 3.

【0022】[0022]

【表1】 表注: 1) 燃焼空気中に混合して供給 2) 計算式 Dp モード径=〔0.818Da −12.87 〕、以
下同じ
[Table 1] Table Note: 1) Mix and supply in combustion air 2) Calculation formula Dp mode diameter = [0.818Da -12.87], same hereafter

【0023】[0023]

【表2】 表注: 1) N351〔東海カーボン(株)製、シースト
NH〕 2) N347〔東海カーボン(株)製、シースト3H〕 3) N339〔東海カーボン(株)製、シーストKH〕
[Table 2] Table Notes: 1) N351 [Tokai Carbon Co., Ltd., Seast NH] 2) N347 [Tokai Carbon Co., Ltd., Seast 3H] 3) N339 [Tokai Carbon Co., Ltd., Seast KH]

【0024】次に、これらのカーボンブラック試料を表
3に示す配合比によりスチレンブタジエンゴム〔日本合
成ゴム(株)製、JSR1712 〕に配合した。
Next, these carbon black samples were compounded in styrene butadiene rubber [JSR1712, manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.] at the compounding ratio shown in Table 3.

【0025】[0025]

【表3】 [Table 3]

【0026】表3の配合物を145 ℃の温度で50分間加硫
して得られた各ゴム組成物につき各種ゴム試験をおこな
い、測定された結果を表4(実施例)および表5(比較
例、参考例)に示した。なお、ゴム特性の測定は下記に
よった。 摩耗量 ランボーン摩耗試験機(機械式スリップ機構)を用い、
次の条件で測定した。 試験片:厚さ 10mm 、外径 44mm エメリーホイール:GCタイプ、粒度80、硬度H 添加カーボランダム粉:粒度80メッシュ、添加量 約9
g/min. エメリーホイール面と試験片の相対スリップ率:24%、
60% 試験片回転数:535rpm 試験荷重:4kg
Each rubber composition obtained by vulcanizing the composition of Table 3 at a temperature of 145 ° C. for 50 minutes was subjected to various rubber tests, and the measured results were shown in Table 4 (Example) and Table 5 (Comparison). Example, Reference Example). In addition, the measurement of the rubber property was based on the following. Using a Lambourn abrasion tester (mechanical slip mechanism)
The measurement was performed under the following conditions. Test piece: thickness 10mm, outer diameter 44mm Emery wheel: GC type, particle size 80, hardness H Carborundum powder with addition: particle size 80 mesh, addition amount about 9
g / min. Relative slip ratio between emery wheel surface and test piece: 24%,
60% Test piece rotation speed: 535rpm Test load: 4kg

【0027】tanδ(損失係数) 岩本製作所製のVisco Elastic Spectrometerを用い、次
の条件で測定した。 試験片:厚さ2mm、長さ30mm、幅5mm 周波数:50Hz 動的歪率:1.2 % 温 度:60℃ その他の特性 JIS K6301「加硫ゴム物理試験法」によった。
Tan δ (loss coefficient) Measured using a Visco Elastic Spectrometer manufactured by Iwamoto Seisakusho under the following conditions. Test piece: thickness 2 mm, length 30 mm, width 5 mm Frequency: 50 Hz Dynamic strain rate: 1.2% Temperature: 60 ° C. Other properties According to JIS K6301 “Vulcanized rubber physical test method”.

【0028】[0028]

【表4】 [Table 4]

【0029】[0029]

【表5】 [Table 5]

【0030】表4および表5から、実施例の結果は同比
表面積レベルにありながら本発明の選択的特性要件を外
れる比較例、参考例に比べ、同等以上の高耐摩耗性能を
有しながら発熱性の指標となるtanδ(損失係数)が
有意に低下し、反発弾性が大幅に向上していることが認
められる。また、その他の補強特性も高水準に維持され
ていることが判る。
From Tables 4 and 5, it can be seen that the results of the Examples are higher than those of Comparative Examples and Reference Examples, which have the same specific surface area and which do not satisfy the selective characteristic requirements of the present invention, while having the same or higher high abrasion resistance. It can be seen that tan δ (loss coefficient), which is an index of sex, is significantly reduced, and the rebound resilience is greatly improved. It can also be seen that other reinforcing properties are maintained at a high level.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば従来技術
とは異なるカーボンブラックのミクロな特性を選択規制
することにより優れた耐摩耗性能と高い反発弾性を兼備
する低発熱性のゴム組成物を提供することが可能にな
る。したがって、乗用車や軽トラック用のタイヤトレッ
ド部材に適用して効果的な低燃費化を図ることができ
る。
As described above, according to the present invention, a rubber composition having low heat build-up and having both excellent abrasion resistance and high rebound resilience by selectively controlling the micro characteristics of carbon black different from the prior art. Can be provided. Therefore, the present invention can be applied to a tire tread member for a passenger car or a light truck to achieve effective fuel saving.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 窒素吸着比表面積(N2SA)が60〜100m2/g
、圧縮DBPが 110ml/100g 以上のハード系領域に属
し、かつ下記の関係式による選択的特性を有するファー
ネスカーボンブラックを、ゴム成分 100重量部に対し35
〜100 重量部の割合で配合してなるゴム組成物。 Dp モード径≦ 0.818Da −12.87 但し、上式のDp モード径は示差走査熱量計(DSC) によ
り測定されるカーボンブラックアグリゲート粒間のポア
径分布における最大頻度のモード径であり、Da は
〔(2540+71×DBP)/N2SA〕式により算出される値を指
す。
1. A nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of 60 to 100 m 2 / g
Furnace carbon black having a compressed DBP belonging to a hard region of 110 ml / 100 g or more and having selective characteristics according to the following relational formula was added to 35 parts by weight of rubber component 100 parts by weight.
A rubber composition compounded in a proportion of up to 100 parts by weight. Dp mode diameter ≦ 0.818 Da −12.87 where the Dp mode diameter in the above equation is the mode frequency of the maximum frequency in the pore diameter distribution between carbon black aggregate particles measured by a differential scanning calorimeter (DSC), and Da is [ (2540 + 71 × DBP) / N 2 SA].
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